熱學(xué)第一章溫度第一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三概述一、熱學(xué)研究內(nèi)容及對象2.對象：熱力學(xué)系統(tǒng)(宏觀大物體）對象的特征：大量無規(guī)運(yùn)動的粒子組成1.內(nèi)容：與熱現(xiàn)象有關(guān)的性質(zhì)和規(guī)律

熱現(xiàn)象是物質(zhì)中大量分子無規(guī)則運(yùn)動的集體表現(xiàn)。大量分子的無規(guī)則運(yùn)動稱為熱運(yùn)動。以阿佛加德羅常數(shù)NA=6×1023計。第二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三地球上全部大氣約有1044個分子一個人每次呼吸氣體大約是1022個分子超人與宇宙同時出生(150億年前)每秒數(shù)10個分子數(shù)到現(xiàn)在才數(shù)了第三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三宏觀法與微觀法相輔相成、相互補(bǔ)充。二、熱學(xué)的研究方法：1.宏觀描述法----熱力學(xué)。大量的實驗事實邏輯推理熱現(xiàn)象的宏觀理論優(yōu)點(diǎn)：普遍、可靠。缺點(diǎn)：未揭示微觀本質(zhì)。2.微觀描述法----統(tǒng)計力學(xué)（初級理論稱為氣體動理論）物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)+統(tǒng)計方法宏觀的熱學(xué)規(guī)律優(yōu)點(diǎn)：揭示了熱現(xiàn)象的微觀本質(zhì)。缺點(diǎn)：可靠性、普遍性差。第四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三宏觀量與微觀量

對熱力學(xué)系統(tǒng)的兩種描述方法：1.宏觀量

從整體上描述系統(tǒng)的狀態(tài)量，一般可以直接測量。如M、V、E

、P、T等2.微觀量

描述系統(tǒng)內(nèi)微觀粒子運(yùn)動狀態(tài)的物理量。如分子的質(zhì)量m、直徑d、速度v、動量

p、能量

等。不能被我們的感官直接觀察到，也不能直接測量。

第五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三微觀量與宏觀量有一定的內(nèi)在聯(lián)系。例如:

氣體的壓強(qiáng)是大量分子撞擊器壁的平均效果，它與大量分子對器壁的沖力的平均值有關(guān)。宏觀量總是相應(yīng)微觀量的統(tǒng)計平均值第六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三第一章溫度和氣體動理論§1.2理想氣體壓強(qiáng)公式§1.3溫度的微觀意義§1.4能量均分定理§1.5麥克斯韋速率分布率§1.6氣體分子的平均自由程§1.1平衡態(tài)和理想氣體狀態(tài)方程第七頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三

在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的宏觀性質(zhì)不隨時間改變的狀態(tài)，稱為平衡態(tài)?！?.1平衡態(tài)和理想氣體狀態(tài)方程動態(tài)平衡：平衡態(tài)下，組成系統(tǒng)的大量分子仍在不停的運(yùn)動，只不過微觀運(yùn)動的總的平均效果不隨時間改變。表現(xiàn)為系統(tǒng)的宏觀量不隨時間改變。

平衡態(tài)是一個理想化模型，我們主要研究平衡態(tài)的熱學(xué)規(guī)律。一、平衡態(tài)第八頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三1、溫度T：表示物體冷熱程度的物理量二、狀態(tài)參量：描述系統(tǒng)平衡態(tài)的宏觀參量

意義：互為熱平衡的物體必然存在一個相同的特征---溫度ABC熱平衡定律(熱力學(xué)第零定律)二、體積V（m3）:分子所能達(dá)到的空間三、壓強(qiáng)p(Pa):

單位面積上的壓力熱力學(xué)溫標(biāo)（K）第九頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三三、理想氣體狀態(tài)方程：氣體的實驗定律理想氣體1、玻意耳定律：一定質(zhì)量的氣體，在溫度T保持不變時，其壓強(qiáng)P與體積V的乘積是個常量。

PV=常量（m與T不變）2、蓋—呂薩克定律：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)P保持不變時，其體積V與熱力學(xué)溫度T成正比。

V/T=常量（m與P不變）3、查理定律：一定質(zhì)量的氣體，在體積V保持不變時，其壓強(qiáng)P與熱力學(xué)溫度T成正比。

P/T=常量（m與V不變）第十頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三實驗表明：無論何種氣體，在壓強(qiáng)不太大，溫度不太低時，都能較好的遵守上述三條定律。理想氣體：根據(jù)上述實驗事實，我們把在任何情況下都能嚴(yán)格遵守上述實驗定律的氣體稱為理想氣體表示理想氣體在任一平衡態(tài)下各宏觀狀態(tài)參量之間的關(guān)系式——理想氣體狀態(tài)方程第十一頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：T0=273.16Kp0=1atm=1.013×105Pa一定質(zhì)量的理想氣體，處在任一平衡態(tài)下R--普適氣體恒量Vm,0=22.4l=22.4×10-3m3m--質(zhì)量M--mol

質(zhì)量理想氣體狀態(tài)方程第十二頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三系統(tǒng)內(nèi)有N個分子1mol任何氣體分子中都有NA個分子常用形式

玻耳茲曼常數(shù)各種實際氣體，在通常的壓強(qiáng)和不太低的溫度的情況下，都近似的遵守這個狀態(tài)方程，第十三頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三

分子數(shù)密度

玻耳茲曼常數(shù)理想氣體狀態(tài)方程第十四頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三1)標(biāo)況下，空氣分子數(shù)密度十億億億第十五頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三2)高真空十億第十六頁，共十八頁，編輯于2023年，星期三1.理氣狀態(tài)方程2.不漏氣系統(tǒng)各狀態(tài)的關(guān)系討論第十七頁，共十八頁，編輯于2